FR2801753A1 - Digital communications channel multiple channel equaliser technique having convergent recursive filter/transverse filter mode and output evaluator allowing second tracking mode switch where better results available. - Google Patents

Digital communications channel multiple channel equaliser technique having convergent recursive filter/transverse filter mode and output evaluator allowing second tracking mode switch where better results available. Download PDF

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Abstract

The digital communications system equaliser for several receivers forms transverse filters (9) for each reception channel. The convergent system has a forward recursive filter (8) on each reception channel feeding into a summer (10). There is a means of evaluating performance level, allowing a switch from normal operating mode to tracking mode or the inverse.

Description

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DISPOSITIFS D'EGALISATION ADAPTATIVE POUR
RECEPTEURS DE SYSTEMES DE COMMUNICATION NUMERIQUES
MULTI-VOIES PRESENTATION DU DOMAINE GENERAL DE L'INVENTION ET DE L'ETAT DE LA TECHNIQUE
La présente invention est relative aux dispositif d'égalisation (ou égaliseur) pour récepteurs de systèmes de communications numériques multi-voies.
ADAPTIVE EQUALIZATION DEVICES FOR
RECEIVERS OF DIGITAL COMMUNICATION SYSTEMS
MULTI-CHANNEL PRESENTATION OF THE GENERAL DOMAIN OF THE INVENTION AND THE STATE OF THE TECHNIQUE
The present invention relates to the equalization device (or equalizer) for receivers of multi-channel digital communications systems.

Dans les systèmes de communications actuels, les récepteurs comportent un certain nombre de fonctions parmi lesquelles la démodulation, c'est à dire la translation en bande de base du signal reçu, l'égalisation, la synchronisation (rythme et porteuse), la décision et le décodage de canal.  In current communications systems, the receivers include a number of functions including demodulation, ie baseband translation of the received signal, equalization, synchronization (timing and carrier), decision and channel decoding.

L'égalisation, dans sa version temporelle, consiste pour l'essentiel à réduire l'interférence entre symboles (IES), phénomène lié au fait que globalement la chaîne de communications ne satisfait pas ce qu'il est convenu d'appeler le critère de Nyquist. Ceci peut résulter d'une mauvaise stratégie de filtrage, d'un mauvais choix de l'instant d'échantillonnage ou d'un phénomène de propagation par trajets multiples. Ceci est notamment le cas sur les canaux radio-mobiles, sur les canaux ionosphériques ou troposphériques et sur les canaux acoustiques sous-marins.  Equalization, in its temporal version, essentially consists in reducing inter-symbol interference (IES), a phenomenon linked to the fact that, overall, the chain of communications does not satisfy what is known as the criterion of Nyquist. This can result from a poor filtering strategy, a wrong choice of the sampling time or a multipath propagation phenomenon. This is particularly the case on radio-mobile channels, ionospheric or tropospheric channels and on submarine acoustic channels.

On rappelle par ailleurs, à toutes fins utiles, qu'un système de communications peut être vu schématiquement comme une source émettant, à une cadence 1/T et au travers d'un canal discret équivalent, des symboles discrets à valeur dans un alphabet de dimension finie. Cette cadence est appelée rapidité de modulation et s'exprime en Baud, T désignant l'intervalle de temps séparant l'émission de deux symboles successifs.  It is also recalled, for all practical purposes, that a communications system can be seen schematically as a source emitting, at a rate 1 / T and through an equivalent discrete channel, discrete symbols worth in an alphabet of finite dimension. This rate is called modulation rate and is expressed in Baud, T designating the time interval between the emission of two successive symbols.

Historiquement, les premiers dispositifs chargés de combattre le phénomène d'IES furent introduits par Lucky dans sa publication :  Historically, the first devices to fight the phenomenon of IES were introduced by Lucky in his publication:

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[1] R.W. Lucky, Automatic Equalization for Digital Communications , BSTJ 44, pp. 547-588, April 1965.  [1] R. W. Lucky, Automatic Equalization for Digital Communications, BSTJ 44, pp. 547-588, April 1965.

Il s'agissait pour l'essentiel de filtres transverses linéaires synchrones (utilisant un seul échantillon par durée symbole) adaptatifs, l'adaptativité étant rendue nécessaire par la nature évolutive du canal de transmission. Les coefficients du filtre étaient actualisés selon un critère de minimisation de bruit sous contrainte d'IES nulle (Zero Forcing en angloaméricain), cette procédure conduisant à égaliser le spectre replié d'où la terminologie employée.  They were essentially synchronous linear transversal filters (using a single sample per symbol time) adaptive, the adaptivity being made necessary by the evolutionary nature of the transmission channel. The coefficients of the filter were updated according to a noise minimization criterion under zero IES stress (Zero Forcing in Anglo-American), this procedure leading to equalize the folded spectrum hence the terminology used.

Le schéma de principe d'un égaliseur transverse est illustré sur la figure 1, sur laquelle on a représenté un filtre 1 de fonction de transfert B(z), ainsi que le circuit de décision, référencé par 2, situé en aval dudit filtre 1.  The schematic diagram of a transverse equalizer is illustrated in FIG. 1, on which a transfer function filter B (z) has been represented, as well as the decision circuit, referenced by 2, situated downstream of said filter 1. .

Ce n'est que plus tard qu'apparurent les égaliseurs adaptatifs utilisant pour critère d'optimalité la minimisation de l'erreur quadratique moyenne (EQM). Il s'avérait en effet que, dans le cas de canaux délicats, l'annulation de l'IES pouvait se traduire par une augmentation importante du bruit en sortie de l'égaliseur contribuant ainsi à une forte dégradation des performances tandis que qu'a contrario, le critère de minimisation de l'EQM s'avérait être un compromis judicieux permettant une réduction substantielle de l'IES sans augmentation notable du bruit.  It was only later that adaptive equalizers appeared, using as an optimality criterion the minimization of the mean square error (MSE). It turned out that, in the case of delicate channels, the cancellation of the IES could result in a significant increase in noise at the output of the equalizer thus contributing to a sharp deterioration in performance while On the other hand, the minimization criterion of the MSE proved to be a sensible compromise allowing a substantial reduction of the IES without significant increase of the noise.

D'un point de vue général, l'égalisation adaptative se fait classiquement en deux étapes. Au cours de la première, le dispositif est piloté par une séquence d'apprentissage, suffisamment longue pour garantir la convergence, puis, dans la seconde étape, il devient auto-adaptatif, c'est à dire qu'il se pilote à partir de ses propres décisions, avec tous les risques inhérents à cette stratégie.  From a general point of view, adaptive equalization is conventionally done in two stages. During the first, the device is driven by a learning sequence, long enough to guarantee convergence, then, in the second step, it becomes auto-adaptive, that is to say that it is piloted from its own decisions, with all the risks inherent in this strategy.

Plus tard encore, il a été proposé dans la publication : [2] C. A. Belfiore, J. H. Park, Décision Feedback Equalization , Proccedings of the IEEE 67 (8), August 79, des égaliseurs récursifs non linéaires à retour de décision (Decision Feedback Equalizer), dans lesquels, ainsi qu'illustré sur la figure 2, les données décidées sont réinjectées dans un filtre arrière 3, de fonction de transfert notée A (z), constituantla partie récursive de l'égaliseur.  Later still, it was proposed in the publication: [2] CA Belfiore, JH Park, Feedback Equalization Decision, Proccedings of the IEEE 67 (8), August 79, non-linear recursive feedback decision equalizers (Decision Feedback Equalizer ), in which, as shown in Figure 2, the decided data is fed back into a rear filter 3, transfer function denoted A (z), constituting the recursive part of the equalizer.

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Cette approche allait permettre d'atteindre des performances assez nettement supérieures à celles obtenues par un égaliseur linéaire. Malheureusement, ces dispositifs pouvaient, dans le même temps, s'avérer extrêmement sensibles aux erreurs de décisions tant et si bien que l'on assistait parfois à un phénomène de propagation d'erreurs allant jusqu'à provoquer la divergence du dispositif dont la sortie n'avait alors plus aucune pertinence au regard des données émises.  This approach would make it possible to achieve performances that are much higher than those obtained by a linear equalizer. Unfortunately, these devices could, at the same time, prove to be extremely sensitive to decision errors, so much so that there was sometimes a phenomenon of propagation of errors that could lead to the divergence of the device whose output no longer relevant to the data that was issued.

Dans de telles conditions, on était alors amené à superviser le dispositif de manière périodique ce qui se traduisait, à tout le moins, par une réduction importante de l'efficacité spectrale.  Under such conditions, it was then necessary to supervise the device periodically which resulted, at least, in a significant reduction in spectral efficiency.

Autrement dit, le comportement du dispositif se devait d'être contrôlé de manière périodique (ou mieux permanente) de façon à éviter un fonctionnement pathologique de l'égaliseur.  In other words, the behavior of the device had to be controlled periodically (or more permanently) so as to avoid a pathological functioning of the equalizer.

Un but général de l'invention est de proposer une technique permettant de résoudre ce problème de façon élégante.  A general object of the invention is to provide a technique for solving this problem in an elegant manner.

D'un autre point de vue, s'il est vrai qu'un égaliseur à retour de décisions (ERD) n'est pas optimal au regard du critère de minimisation de la probabilité d'erreur (équivalent au critère de maximum a posteriori), il n'en demeure pas moins que le récepteur optimal décrit dans : [3] G.D. Forney, Jr, Maximum likehood séquence estimator of digital séquences in the présence of intersymbol interférence IEEE Trans. On Information Theory, vol. IT-18n pp. 6363-378, May 1972, devient rapidement irréalisable lorsque la longueur de la réponse impulsionnelle s'avère importante. En effet, un tel dispositif effectue, dans un premier temps, une estimation de la réponse impulsionnelle du canal de transmission puis recherche, parmi toutes les séquences émises possibles, celle qui fournirait en sortie du canal ainsi estimé, le signal (vectoriel) le plus proche de l'observation (vectorielle) réellement disponible.  From another point of view, if it is true that a decision feedback equalizer (DRE) is not optimal with regard to the criterion of minimization of the probability of error (equivalent to the criterion of maximum a posteriori) Nevertheless, the optimal receptor described in: [3] GD Forney, Jr, Maximum likehood sequence estimator of digital sequences in the presence of intersymbol interference IEEE Trans. On Information Theory, vol. IT-18n pp. 6363-378, May 1972, quickly becomes infeasible when the length of the impulse response is important. Indeed, such a device performs, at first, an estimate of the impulse response of the transmission channel and then search, among all the possible transmitted sequences, the one that would provide at the output of the channel thus estimated, the signal (vector) most close to the observation (vector) actually available.

Actuellement, la mise en oeuvre de tels récepteurs passe par l'utilisation de l'algorithme de Viterbi tel que décrit dans : [4] G.D. Forney, Jr The Viterbi Algorithm , Proc. IEEE, vo1.61, pp.268- 278, March 1973 dont l'intérêt majeur est de permettre une prise de décisions au fil de l'eau , sans perte d'optimalité. en clair, il n'est pas  Currently, the implementation of such receivers requires the use of the Viterbi algorithm as described in: [4] G. D. Forney, Jr The Viterbi Algorithm, Proc. IEEE, vo1.61, pp.268-278, March 1973, the major interest of which is to allow decision-making along the water, without loss of optimality. in clear, it is not

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nécessaire d'avoir reçu l'intégralité du message pour commencer à prendre des décisions sur la suite des symboles la plus vraisemblable.  necessary to have received the entire message to start making decisions on the most likely sequence of symbols.

Cependant, et à titre d'exemple, pour un signal modulé à quatre états de phase, émis au travers d'un canal de réponse impulsionnelle discrète de longueur 15 (étalement temporel de l'ordre de 15 T), le treillis associé à un tel système comporte un milliard d'états possibles ce qui rend, de facto, ce type de récepteur parfaitement irréalisable, du moins dans le cas d'applications temps réel. Dans un certain nombre d'applications, un tel étalement temporel est courant, c'est le cas des canaux acoustiques sousmarins, des canaux ionosphériques, des lignes téléphoniques (paires torsadées) et ce pourrait, d'un point de vue général, être le cas de tous les canaux de transmission, si on procédait à une augmentation importante des débits dans la bande allouée.  However, and by way of example, for a modulated signal with four phase states emitted through a discrete impulse response channel of length 15 (time spread of the order of 15 T), the trellis associated with a such a system has a billion possible states which makes, de facto, this type of receiver perfectly unrealizable, at least in the case of real-time applications. In a number of applications, such a time spread is common, such as underwater acoustic channels, ionospheric channels, telephone lines (twisted pairs) and this could, from a general point of view, be the the case of all transmission channels, if there were a significant increase in the bit rates in the allocated band.

En effet, on cherchera de toute évidence à acheminer des débits de plus en plus importants sur ce type de canaux, ce qui se traduira inexorablement par un allongement du support temporel de la réponse impulsionnelle. C'est en ce sens que les égaliseurs à retour de décision constituent une alternative intéressante aux récepteurs optimaux dès lors que la réponse impulsionnelle discrète est de dimension importante. Ainsi, sur l'actuel standard GSM de communications radio-mobiles, l'étalement temporel est de l'ordre de 6T, ce qui pour une modulation binaire représente 64 états et se prête alors bien à l'utilisation d'une technique de réception optimale. Si maintenant, pour des raisons évidentes d'accroissement de débit en ligne, on passe à une modulation quaternaire et que l'on cherche parallèlement à augmenter la rapidité de modulation dans un facteur 2, on se retrouve avec un nombre d'états de l'ordre de 17 millions, ce qui devient clairement prohibitif. C'est pour cette raison que les égaliseurs à retour de décisions (ERD), quoique théoriquement sous-optimaux, présentent un intérêt majeur évident en termes de compromis complexité-performances, sous réserve cependant d'en maîtriser le comportement potentiellement pathologique.  Indeed, we will obviously seek to carry more and more important flows on this type of channels, which will inevitably result in an extension of the temporal support of the impulse response. It is in this sense that the decision feedback equalizers constitute an interesting alternative to the optimal receivers when the discrete impulse response is of significant size. Thus, on the current GSM standard for radio-mobile communications, the time spread is of the order of 6T, which for a binary modulation represents 64 states and therefore lends itself well to the use of a reception technique optimal. If now, for obvious reasons of increase in online throughput, we move to a quaternary modulation and we seek parallel to increase the speed of modulation in a factor of 2, we end up with a number of states of 17 million, which is clearly prohibitive. It is for this reason that return-decision equalizers (DREs), although theoretically suboptimal, have a clear overriding interest in terms of complexity-performance trade-offs, provided, however, that their potentially pathological behavior is controlled.

Comme on l'a déjà mentionné précédemment, la méthode classiquement employée sur les canaux sévères consiste à émettre une  As already mentioned above, the method conventionally used on the severe channels consists in issuing a

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séquence d'apprentissage périodique de façon à pouvoir recaler l'ERD, le cas échéant. Ceci se fait au détriment de l'efficacité spectrale qui peut alors en être fortement affectée. C'est la raison profonde qui explique l'existence de nombreux travaux actuels en matière d'égalisation aveugle (autodidacte, non supervisée). L'objectif est de faire converger le dispositif vers sa solution optimale, sans l'aide de séquences d'apprentissage, c'est à dire, en l'occurrence, à partir de la seule connaissance de la statistique du signal émis par la source. Plusieurs auteurs ont, à ce titre, apporté une contribution non négligeable, parmi lesquels : [5] Y. Sato, A method of self-recovering equalization for multilevel amplitude modulation , IEEE Trans. on Corn., COM-23, pp. 679-682, June 1975.  periodic training sequence so that the ERD can be readjusted, if necessary. This is done to the detriment of the spectral efficiency which can then be strongly affected. This is the main reason for the existence of many current works in blind equalization (self-taught, unsupervised). The objective is to converge the device to its optimal solution, without the aid of learning sequences, ie, in this case, from the sole knowledge of the statistics of the signal emitted by the source . Several authors have, as such, made a significant contribution, among which: [5] Y. Sato, A method of self-recovering equalization for multilevel amplitude modulation, IEEE Trans. on Corn., COM-23, pp. 679-682, June 1975.

[6] D. N. Godard, Self-recovering equalization and carrier tracking in twodimensional data communication systems , IEEE Trans. on Com., COM- 28, pp. 1867-1875, November 1980. [6] D. N. Godard, Self-recovering equalization and carrier tracking in twodimensional data communication systems, IEEE Trans. on Com., COM-28, pp. 1867-1875, November 1980.

[7] A. Benveniste, M. Goursat, Blind equalizers , IEEE Trans. on Com., vo1.32, 1984, pp. 871-883. [7] A. Benveniste, M. Goursat, Blind equalizers, IEEE Trans. on Com., vol.32, 1984, pp. 871-883.

[8] O. Shalvi & E. Weinstein, New criteria for blind deconvolution of nonminimum phase systems (channels) , IEEE Trans. on IT, vol. 36, N 2, March 1990, pp. 312-321. [8] O. Shalvi & E. Weinstein, New criteria for blind deconvolution of nonminimum phase systems (channels), IEEE Trans. IT, vol. 36, No. 2, March 1990, pp. 312-321.

[9] C. A. F Da Rocha, O. Macchi and J.M.T. Romano, An adaptive nonlinear IIR filter for self-learning equalization , ITC 94, Rio de Janeiro, Brazil, pp. 6-10,1994. [9] C.A. Da Rocha, O. Macchi and J.M.T. Romano, An adaptive nonlinear IIR filter for self-learning equalization, ITC 94, Rio de Janeiro, Brazil, pp. 6 to 10.1994.

[10] B. Porat, B. Friedlander, Blind Equalization of digital communication channels using high order moments" Trans. on SP, vol. 39, pp. 522-526, Feb 1991. [10] B. Porat, B. Friedlander, Blind Equalization of Digital Communication Channels, using high order "Trans.on SP, vol 39, pp. 522-526, Feb 1991.

[11] V. Shtrom & H. Fan, New Class of Zero-Forcing Cost Functions in Blind Equalization , IEEE Trans. on SP, vol 46, N 10, October 1998, pp. [11] V. Shtrom & H. Fan, New Class of Zero-Forcing Cost Functions in Blind Equalization, IEEE Trans. SP, vol 46, N 10, October 1998, pp.

2674-2683. 2674-2683.

Tous ces algorithmes font implicitement référence à des statistiques d'ordre supérieur à deux. Ceci est lié au fait qu'un canal à phase minimale nécessite, pour son inversion, l'utilisation de tels moments. Les premiers  All these algorithms implicitly refer to statistics of order greater than two. This is related to the fact that a minimal phase channel requires, for its inversion, the use of such moments. The first ones

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égaliseurs de ce type étaient généralement linéaires et transverses, c'est à dire de réponse impulsionnelle finie.  EQs of this type were generally linear and transverse, ie finite impulse response.

Très récemment, une solution élégante et particulièrement efficace fut introduite par Labat et al dans : [12] J. Labat, C. Laot & O. Macchi, Dispositif d'égalisation adaptatif pour systèmes de communications numériques , Brevet français 9510832 [13] J. Labat, O. Macchi & C. Laot, Adaptive décision feedback equalization : can you skip the training period ? IEEE Trans. on Com., vo1.46, n 7, pp. 921-930, July 98.  Very recently, an elegant and particularly effective solution was introduced by Labat et al in: [12] J. Labat, C. Laot & O. Macchi, adaptive equalization device for digital communication systems, French patent 9510832 [13] J Labat, O. Macchi & C. Laot, Adaptive decision feedback equalization: Can you skip the training period? IEEE Trans. on Com., vol.46, No. 7, pp. 921-930, July 98.

Ce nouvel égaliseur temporel, dont on se propose de rappeler la description, comporte deux modes de fonctionnement, adaptés à la sévérité du canal de transmission. Dans le mode initial, appelé mode de convergence et représenté sur la figure 3, le dispositif est constitué de la cascade d'un filtre blanchissant purement récursif 4, d'un filtre transverse 5, d'un contrôle automatique de gain (CAG) 6 et d'un correcteur de phase 7.  This new time equalizer, which is to be described description, comprises two modes of operation, adapted to the severity of the transmission channel. In the initial mode, called convergence mode and shown in FIG. 3, the device consists of the cascade of a purely recursive whitening filter 4, a transversal filter 5, an automatic gain control (AGC) 6 and a phase corrector 7.

L'originalité du dispositif est lié au fait que chaque étage est adapté selon un critère spécifique, ce qui lui confère à la fois robustesse et rapidité de convergence. Lorsque le processus d'égalisation est suffisamment avancé, ce qui peut être apprécié à l'examen de l'erreur quadratique moyenne (EQM) estimée (à partir des décisions prises par le récepteur), la structure et les critères d'adaptation de l'égaliseur sont modifiés de telle sorte que le dispositif se transforme en un égaliseur à retour de décisions (ERD) conventionnel (figure 4). Le caractère réversible de cette modification apporte au nouvel égaliseur un avantage substantiel au sens où chaque fois qu'il le peut, il tire profit de ses propres décisions sans risque de divergence, contrairement aux ERD conventionnels. En effet, si brutalement les conditions de transmission viennent à se modifier, le nouvel égaliseur reprend sa configuration initiale, ce qui lui permet de se réadapter à la nouvelle situation. Dans ces conditions, la question du choix entre un dispositif linéaire et un égaliseur de type ERD n'a plus réellement lieu d'être posée car ce nouvel égaliseur est toujours capable de choisir la configuration lui permettant d'atteindre les meilleures performances. The originality of the device is related to the fact that each stage is adapted according to a specific criterion, which confers on it both robustness and speed of convergence. When the equalization process is sufficiently advanced, which can be appreciated when considering the estimated mean squared error (MSE) (based on the decisions made by the receiver), the structure and adaptation criteria of the The equalizer is modified such that the device is transformed into a conventional decision feedback equalizer (ERD) (Figure 4). The reversibility of this change gives the new equalizer a substantial advantage in the sense that whenever it can, it takes advantage of its own decisions without risk of divergence, unlike conventional DREs. Indeed, if the transmission conditions suddenly change, the new equalizer resumes its initial configuration, which allows it to readjust to the new situation. In these conditions, the question of the choice between a linear device and an ERD type equalizer does not really need to be asked because this new equalizer is still able to choose the configuration that allows it to achieve the best performance.

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PRESENTATION DE L'INVENTION
Un but de l'invention est de proposer un égaliseur multi-voies, notamment spatio-temporel (c'est à dire un égaliseur apte à exploiter les signaux relevés simultanément par plusieurs capteurs en parallèle), qui soit particulièrement performant.
PRESENTATION OF THE INVENTION
An object of the invention is to provide a multi-channel equalizer, especially spatio-temporal (that is to say an equalizer able to exploit the signals simultaneously detected by several sensors in parallel), which is particularly powerful.

A cet effet, l'invention propose un dispositif d'égalisation pour systèmes de communication numérique à plusieurs voies de réception, qui présente en fonctionnement normal une structure qui comporte des moyens formant filtre transverse pour chacune des voies de réception, des moyens pour la sommation des différentes voies, ainsi qu'une chaîne qui est en aval desdits moyens de sommation et qui comporte des moyens de correction de phase, ainsi que des moyens de décision et un filtre purement récursif, caractérisé en ce que dans un mode de convergence et/ou de réception difficile, il présente une structure qui comprend un filtre purement récursif sur chacune des voies de réception, le filtre purement récursif étant supprimé de la chaîne en aval des moyens de sommation, le dispositif comportant des moyens pour évaluer son degré de performance en fonction du signal de sortie dudit dispositif et pour, en fonction du résultat de cette évaluation, commuter de la structure qui correspond au mode de fonctionnement normal, également appelé mode de poursuite ou de réceptions faciles, à la structure qui correspond au mode de fonctionnement de convergence ou de réceptions difficiles ou réciproquement.  For this purpose, the invention proposes an equalization device for digital reception multi-channel communication systems which, in normal operation, has a structure which comprises transverse filter means for each of the reception channels, means for summation. different channels, as well as a chain which is downstream of said summing means and which comprises phase correction means, as well as decision means and a purely recursive filter, characterized in that in a convergence mode and / or or difficult reception, it has a structure that includes a purely recursive filter on each of the reception channels, the purely recursive filter being removed from the chain downstream of the summing means, the device comprising means for evaluating its degree of performance in function of the output signal of said device and to, depending on the result of this evaluation, switch from the struct ure which corresponds to the normal operating mode, also called mode of continuation or easy receptions, to the structure which corresponds to the operating mode of convergence or difficult receptions or reciprocally.

Un tel dispositif est avantageusement complété par les différentes caractéristiques suivantes prises seules ou selon leurs combinaisons techniquement possibles : - il comporte des moyens pour modifier les critères d'actualisation des parties transverse et récursive que le dispositif fonctionne en mode normal ou en mode de convergence ou de réceptions difficiles.  Such a device is advantageously completed by the following different characteristics taken alone or according to their technically possible combinations: it comprises means for modifying the criteria for updating the transverse and recursive parts that the device operates in normal mode or in convergence mode or difficult receptions.

- en mode de convergence ou de réceptions difficiles, les filtres récursifs sont actualisés selon un critère quadratique, les filtres transverses étant actualisés selon un critère statistique d'ordre supérieur à deux. - In convergence mode or difficult receptions, the recursive filters are updated according to a quadratic criterion, the transverse filters being updated according to a statistical criterion of order greater than two.

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- il comporte des moyens pour le piloter, en mode de poursuite ou de réceptions faciles, de façon à minimiser l'erreur quadratique moyenne estimée. it comprises means for driving it, in tracking mode or easy receptions, so as to minimize the estimated mean squared error.

- le degré de performance est déterminé en fonction d'une estimation de l'erreur quadratique moyenne. - the degree of performance is determined based on an estimate of the mean squared error.

- en mode de convergence, les moyens de correction de phase sont disposés au voisinage immédiat des moyens de décisions. in the convergence mode, the phase correction means are arranged in the immediate vicinity of the decision means.

- il comporte des moyens de contrôle automatique de gain. it comprises automatic gain control means.

- en mode de poursuite ou de réceptions faciles, les moyens de contrôle automatique de gain sont constitués par les moyens formant filtres transverses - en mode de convergence, les moyens de contrôle automatique de gain est situé en amont des filtres récursifs. - In tracking mode or easy receptions, the automatic gain control means are constituted by the transverse filter means - in convergence mode, the automatic gain control means is located upstream of the recursive filters.

L'invention concerne également un dispositif d'égalisation de type fractionné, dans lequel les données reçues sont distribuées par fractionnement sur plusieurs voies, caractérisé en ce qu'il est constitué par un dispositif du type précité.  The invention also relates to a split-type equalization device, in which the received data are distributed by fractionation over several channels, characterized in that it consists of a device of the aforementioned type.

Elle concerne en outre un système de transmission à flot continu de données ou un système de transmission de données par paquets, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'égalisation du type précité.  It also relates to a continuous data transmission system or a packet data transmission system, characterized in that it comprises an equalization device of the aforementioned type.

Un tel égaliseur spatio-temporel est autodidacte à retour de décisions et à configuration variable. En fonction d'un signal élaboré en ligne tel que l'erreur quadratique moyenne estimée, ou le kurtosis du signal de sortie de l'égaliseur ou, de façon plus générale, n'importe quelle fonction coût pertinente (Godard [6], Shalvi & Weinstein [8], Shtrom & Fan [11], ...), l'égaliseur se configure de façon optimale , en termes de structure et de critères d'optimalité. Dans son mode de fonctionnement initial, appelé mode de convergence, le dispositif est linéaire et récursif tandis que, dans son mode de fonctionnement normal, appelé mode de poursuite, ce dispositif devient l'ERD spatio-temporel classique piloté par ses propres décisions. Le passage de l'une à l'autre de ces deux configurations est parfaitement réversible, ce qui le rend particulièrement attrayant dans le cas de canaux non stationnaires. De ce fait, le dispositif proposé par l'invention permet  Such a spatio-temporal equalizer is self-learning with decision feedback and variable configuration. According to a signal developed in line such as the estimated mean squared error, or the kurtosis of the output signal of the equalizer or, more generally, any relevant cost function (Godard [6], Shalvi & Weinstein [8], Shtrom & Fan [11], ...), the equalizer is optimally configured, in terms of structure and optimality criteria. In its initial mode of operation, called the convergence mode, the device is linear and recursive whereas, in its normal mode of operation, called the tracking mode, this device becomes the classic spatio-temporal ERD driven by its own decisions. The transition from one to the other of these two configurations is perfectly reversible, which makes it particularly attractive in the case of non-stationary channels. As a result, the device proposed by the invention makes it possible

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d'atteindre des performances très intéressantes tant sur le plan de la convergence qu'en matière de poursuite. Cette propriété essentielle lui permet de s'adapter aux fluctuations du canal dans des situations sévères, à la différence des égaliseurs classiques de l'art antérieur. De ce point de vue, le dispositif proposé par l'invention est particulièrement bien adapté aux canaux non stationnaires tels que les canaux radiomobiles, ionosphériques, troposphériques et acoustiques sous marins.  to achieve very interesting performances in terms of both convergence and prosecution. This essential property allows it to adapt to the fluctuations of the channel in severe situations, unlike classical equalizers of the prior art. From this point of view, the device proposed by the invention is particularly well suited to non-stationary channels such as radiomobile, ionospheric, tropospheric and acoustic channels underwater.

PRESENTATION DES FIGURES
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront encore de la description qui suit. Cette description est purement illustrative et non limitative. Elle doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est un schéma de principe d'un égaliseur linéaire transverse temporel.
PRESENTATION OF FIGURES
Other features and advantages of the invention will become apparent from the description which follows. This description is purely illustrative and not limiting. It should be read with reference to the accompanying drawings in which: - Figure 1 is a block diagram of a temporal transverse linear equalizer.

- la figure 2 est un schéma de principe d'un égaliseur à retour de décision temporel.  FIG. 2 is a block diagram of a time decision feedback equalizer.

- la figure 3 est un schéma qui illustre la structure, en mode de convergence, d'un égaliseur temporel précédemment proposé [12].  FIG. 3 is a diagram which illustrates the structure, in convergence mode, of a previously proposed temporal equalizer [12].

- la figure 4 est un schéma qui illustre la structure, en mode de poursuite, du même égaliseur temporel.  FIG. 4 is a diagram illustrating the structure, in tracking mode, of the same time equalizer.

- la figure 5 est un schéma qui illustre la structure, en mode de convergence, d'un égaliseur spatio-temporel conforme à un mode de réalisation possible pour l'invention .  FIG. 5 is a diagram illustrating the structure, in convergence mode, of a spatio-temporal equalizer in accordance with one possible embodiment for the invention.

- la figure 6 est un schéma qui illustre la structure, en mode de poursuite, d'un égaliseur spatio-temporel conforme à un mode de réalisation possible pour l'invention.  FIG. 6 is a diagram illustrating the structure, in tracking mode, of a spatio-temporal equalizer according to one possible embodiment for the invention.

- la figure 7 est un schéma qui illustre la structure, en mode de convergence, d'un égaliseur spatio-temporel fractionné conforme à un mode de réalisation possible pour l'invention .  FIG. 7 is a diagram illustrating the structure, in convergence mode, of a fractional spatio-temporal equalizer in accordance with one possible embodiment for the invention.

- la figure 8 est un schéma qui illustre la structure, en mode de convergence, d'un égaliseur spatio-temporel fractionné conforme à un mode de réalisation possible pour l'invention.  FIG. 8 is a diagram illustrating the structure, in convergence mode, of a fractional spatio-temporal equalizer in accordance with one possible embodiment for the invention.

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- les figures 9 à 11 sont des graphes sur lesquels on a respectivement porté des courbes d'erreur quadratique moyenne, de sortie de corrélateur ainsi que des constellations d'entrée et de sortie dans le cas d'un égaliseur à retour de décision entraîné synchrone, pour un, deux et quatre voies de réception.  FIGS. 9 to 11 are graphs on which quadratic mean error, correlator output and input and output constellation curves have respectively been reported in the case of a synchronous driven decision feedback equalizer. , for one, two and four reception channels.

- les figures 12 à 14 sont des graphes sur lesquels on a respectivement porté des courbes d'erreur quadratique moyenne, de sortie de corrélateur ainsi que des constellations d'entrée et de sortie dans le cas d'un égaliseur à retour de décision autodidacte synchrone, pour un, deux et quatre voies de réception.  FIGS. 12 to 14 are graphs on which quadratic mean error, correlator output and input and output constellation curves have respectively been reported in the case of a synchronous self-learning decision feedback equalizer , for one, two and four reception channels.

- les figures 15 à 17 sont des graphes sur lesquels on a respectivement porté des courbes d'erreur quadratique moyenne, de sortie de corrélateur ainsi que des constellations d'entrée et de sortie dans le cas d'un égaliseur à retour de décision entraîné fractionné, pour un, deux et quatre voies de réception.  FIGS. 15 to 17 are graphs on which mean squared error, correlator output curves and input and output constellations have respectively been reported in the case of a fractionally trained decision feedback equalizer. , for one, two and four reception channels.

- les figures 18 à 20 sont des graphes sur lesquels on a respectivement porté des courbes d'erreur quadratique moyenne, de sortie de corrélateur ainsi que des constellations d'entrée et de sortie dans le cas d'un égaliseur à retour de décision autodidacte fractionné, pour un, deux et quatre voies de réception.  FIGS. 18 to 20 are graphs on which quadratic mean error, correlator output and input and output constellation curves respectively have been plotted in the case of a fractional self-learning decision equalizer. , for one, two and four reception channels.

DESCRIPTION DE MODES DE REALISATION DE L'INVENTION
PRESENTATION GENERALE
Le dispositif d'égalisation multi-voies proposée par l'invention présente deux structures différentes selon que l'on est en mode de convergence (mode 1) ou en mode de poursuite (mode 2), c'est à dire en régime de fonctionnement normal. Ces deux structures sont illustrées par les figures 5 et 6.
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS OF THE INVENTION
GENERAL PRESENTATION
The multi-channel equalization device proposed by the invention has two different structures depending on whether one is in convergence mode (mode 1) or tracking mode (mode 2), ie in operating mode normal. These two structures are illustrated in Figures 5 and 6.

Dans la structure utilisée pendant le mode de convergence (figure 5), un filtre purement récursif 8 précède un filtre transverse 9 sur chacune des P voies utilisées par l'égaliseur spatio-temporel. Plus en aval, après le sommateur 10, se trouvent respectivement un contrôle automatique de gain  In the structure used during the convergence mode (FIG. 5), a purely recursive filter 8 precedes a transversal filter 9 on each of the P channels used by the space-time equalizer. Further downstream, after the adder 10, there is respectively an automatic gain control

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11 et un correcteur de phase 12. Tous ces éléments sont adaptés à partir de critères aveugles , c'est à dire ne faisant aucunement intervenir la connaissance des données émises mais simplement la connaissance a priori de leurs propriétés statistiques.  11 and a phase corrector 12. All these elements are adapted from blind criteria, that is to say not involving the knowledge of the transmitted data but simply a priori knowledge of their statistical properties.

Dans le mode de poursuite, la place des filtres transverses et récursifs est modifiée de telle sorte que le dispositif se configure en ERD spatio-temporel conventionnel (figure 6). Le critère d'optimalité global devient alors celui de la minimisation de l'erreur quadratique moyenne (EQM) estimée. Dans ce mode de fonctionnement, le CAG est généralement inhibé, c'est à dire bloqué à la valeur antérieure à la modification structurelle. On assiste donc parallèlement à une modification structurelle et à un changement des critères d'optimalité. Ainsi, selon le degré de sévérité du canal et à partir d'un signal élaboré en ligne, qui mesure la performance du dispositif comme, par exemple l'erreur quadratique, ou le kurtosis (cumulant d'ordre 4) du signal de sortie w (k), toue autre fonction coût estimée en ligne (Godard [6], Shalvi & Weinstein [8], Shtrom et Fan [11],..), le dispositif bascule d'une structure linéaire récursive autodidacte telle qu'illustrée sur la figure 5 à une structure non linéaire d'ERD spatio-temporel telle que représentée sur la figure 6 ou, à l'inverse, d'une structure de type ERD pilotée par décision à une structure récursive linéaire autodidacte. Les structures correspondant d'une part en mode de convergence et d'autre part en mode de poursuite vont maintenant être décrites.  In the tracking mode, the place of the transverse and recursive filters is modified so that the device is configured in conventional spatio-temporal ERD (FIG. 6). The global optimality criterion then becomes that of the minimization of the estimated mean squared error (MSE). In this mode of operation, the AGC is generally inhibited, ie locked at the value prior to the structural change. At the same time, there is a structural change and a change in optimality criteria. Thus, depending on the degree of severity of the channel and from a signal developed online, which measures the performance of the device such as, for example, the quadratic error, or kurtosis (cumulative order 4) of the output signal w (k), all other estimated online cost function (Godard [6], Shalvi & Weinstein [8], Shtrom and Fan [11], ..), the device switches from a self-learning recursive linear structure as illustrated on Figure 5 to a spatio-temporal non-linear ERD structure as shown in Figure 6 or, conversely, a decision-driven ERD type structure to a self-taught linear recursive structure. The corresponding structures on the one hand in convergence mode and on the other hand in continuation mode will now be described.

Naturellement, dans son mode de convergence, le dispositif étant linéaire, la place des différents éléments constituant l'ERD spatio-temporel peut être modifiée. Cette modification concerne notamment le CAG qui peut être placé en plusieurs endroits de la chaîne et même éventuellement supprimé (ce qui revient à faire g=1 ), les filtres transverses se chargeant alors d'assurer cette fonction. Ainsi, de manière illustrative mais non limitative, le CAG peut être situé directement en amont ou en aval du correcteur de phase, ou encore en amont ou en aval du filtre purement récursif. Pour ce qui concerne le correcteur de phase chargé d'effectuer l'opération de récupération de porteuse ("carrier recovery" selon la  Naturally, in its mode of convergence, the device being linear, the place of the different elements constituting the spatio-temporal ERD can be modified. This modification concerns in particular the AGC which can be placed in several places of the chain and even possibly deleted (which amounts to making g = 1), the transverse filters being then responsible for performing this function. Thus, illustrative but not limiting, the AGC may be located directly upstream or downstream of the phase corrector, or upstream or downstream of the purely recursive filter. With regard to the phase corrector responsible for carrying out the carrier recovery operation according to the

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terminologie anglosaxonne), bien que, d'un point de vue théorique, il puisse être situé en n'importe quel point de la chaîne, il est clair que sa position idéale se situe au voisinage immédiat du circuit de décision. Ceci est lié au critère généralement utilisé pour l'adaptation, à savoir la minimisation de l'erreur quadratique moyenne estimée. Néanmoins, d'autres critères plus robustes utilisant des techniques de l'art actuel peuvent également être utilisées.  Anglo-Saxon terminology), although from a theoretical point of view it may be located at any point in the chain, it is clear that its ideal position lies in the immediate vicinity of the decision-making circuit. This is related to the criterion generally used for adaptation, namely the minimization of the estimated mean squared error. Nevertheless, other more robust criteria using current art techniques can also be used.

1) Mode 1 : mode de convergence et/ou périodes de réception difficiles.  1) Mode 1: convergence mode and / or difficult reception periods.

La structure correspondant à la configuration de convergence illustrée à la figure 5 comporte sur chacune des P voies correspondant aux P capteurs de l'antenne un filtre purement récursif 8, identique sur chaque voie, de fonction de transfert 1/[1+A(z)], des filtres transverses 9 de fonction de transfert B,(z), i=1, 2,.., P, d'un sommateur 10, d'un dispositif de contrôle automatique de gain 11et d'un correcteur de phase 12.  The structure corresponding to the convergence configuration illustrated in FIG. 5 comprises on each of the P channels corresponding to the P sensors of the antenna a purely recursive filter 8, identical on each channel, of transfer function 1 / [1 + A (z )], transverse filters 9 of transfer function B, (z), i = 1, 2, .., P, of an adder 10, of an automatic gain control device 11 and of a phase corrector 12.

La place respective du CAG et du correcteur de phase (récupération de porteuse) n'a a priori aucune importance sur le plan théorique, du moins dans une stratégie non adaptative. Ainsi le CAG (caractérisé par g) peut-il être situé en amont ou en aval des filtres purement récursifs ou encore en amont ou en aval du dispositif de correction de phase, voire supprimé. Une position parmi d'autres est celle illustrée sur la figure 5.  The respective place of the AGC and the phase corrector (carrier recovery) has theoretically no theoretical importance, at least in a non-adaptive strategy. Thus the AGC (characterized by g) can be located upstream or downstream purely recursive filters or upstream or downstream of the phase correction device, or deleted. One position among others is that illustrated in Figure 5.

Le gain g du dispositif 11est actualisé selon un critère aveugle, les filtres récursifs sur un critère quadratique et les filtres transverses sur un critère impliquant des statistiques d'ordre supérieur à deux. Pour l'actualisation des coefficients des filtres transverses, plusieurs algorithmes peuvent être utilisés et notamment ceux de Godard [6], Shalvi & Weinstein [8], Shtrom & Fan [11], etc.  The gain g of the device 11 is updated according to a blind criterion, the recursive filters on a quadratic criterion and the transverse filters on a criterion involving statistics of order greater than two. For the updating of the coefficients of the transversal filters, several algorithms can be used and in particular those of Godard [6], Shalvi & Weinstein [8], Shtrom & Fan [11], etc.

La récupération de porteuse ou correction de phase, c'est à dire l'estimation de l'erreur de phase et sa compensation sous forme d'une multiplication complexe par exp(-j<9), s'effectue par exemple selon un critère de minimisation d'erreur quadratique moyenne estimée. Le signal d'erreur  Carrier recovery or phase correction, that is to say the estimation of the phase error and its compensation in the form of a complex multiplication by exp (-j <9), is carried out for example according to a criterion minimization of estimated mean squared error. The error signal

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élaboré peut ensuite être filtré de telle sorte à retomber sur un dispositif du second ordre (ou d'ordre supérieur à 2 si nécessaire). Ce dispositif peut lui aussi être situé en divers points de la chaîne du fait de la linéarité du dispositif. Néanmoins, en pratique, du moins pour le critère considéré, il paraît judicieux de le situer en aval de l'égaliseur. Dans ce mode de convergence, la correction de phase peut être pilotée par décisions, encore que d'autres critères plus robustes, exploitant la symétrie de la constellation du signal émis, puissent être envisagés. En tout état de cause, les autres fonctions sont optimisées à partir de critères ne s'appuyant en rien sur les décisions prises par le dispositif approprié (circuit à seuils). Cette première étape est, en conséquence, parfaitement autodidacte (aveugle, non supervisée). De plus, chacun des dispositifs élémentaires possède un critère d'optimalité approprié, ce qui confère à l'ensemble un caractère très robuste.  elaborated can then be filtered so as to fall back on a device of the second order (or order greater than 2 if necessary). This device can also be located at various points in the chain because of the linearity of the device. Nevertheless, in practice, at least for the criterion considered, it seems advisable to situate it downstream of the equalizer. In this mode of convergence, the phase correction can be controlled by decisions, although other more robust criteria exploiting the symmetry of the constellation of the transmitted signal can be envisaged. In any case, the other functions are optimized based on criteria that do not rely on the decisions made by the appropriate device (threshold circuit). This first step is, therefore, perfectly self-taught (blind, unsupervised). In addition, each of the elementary devices has an appropriate criterion of optimality, which gives the set a very robust character.

2) Mode 2 : de poursuite et/ou périodes de réception faciles.  2) Mode 2: Tracking and / or easy receiving periods.

Dès lors que le canal est pratiquement égalisé, ce que l'on peut déduire de l'observation de l'EQM estimée, du kurtosis, ou tout autre fonction coût (Godard [6], Shalvi & Weinstein [8], Shtrom & Fan [11],..), les filtres linéaires 8 purement récursifs de fonction de transfert 1/[1+A(z)], sont remplacés par un filtre unique de même fonction de transfert 13 qui subit le changement de place indiqué sur la figure 6 et qui est désormais alimenté par les décisions #(k) prises par le circuit de décision, référencé par 14, du dispositif. La mise en facteur de cette fonction nécessite évidemment d'avoir, dans le mode de convergence 1, un filtre récursif identique sur les P voies de l'ERD spatio-temporel. La nouvelle structure obtenue est celle de l'ERD spatio-temporel conventionnel, piloté par décisions, selon le critère de minimisation de l'erreur quadratique moyenne estimée. En outre si la donnée décidée est jugée de vraisemblance faible, on peut alors faire le choix de réinjecter le signal w (k) en entrée du circuit de décision dans le filtre A (z), en lieu et place de la donnée décidée ci (k).  Since the channel is practically equalized, which can be deduced from the observation of the estimated MSE, kurtosis, or any other cost function (Godard [6], Shalvi & Weinstein [8], Shtrom & Fan [11], ..), the purely recursive linear function transfer filters 1 / [1 + A (z)], are replaced by a single filter of the same transfer function 13 which undergoes the change of position indicated on FIG. Figure 6 and which is now powered by the decisions # (k) taken by the decision circuit, referenced 14, the device. The factorization of this function obviously requires having, in the convergence mode 1, an identical recursive filter on the P lanes of the space-time ERD. The new structure obtained is that of the conventional spatio-temporal ERD, driven by decisions, according to the criterion of minimization of the estimated mean squared error. Moreover, if the decided data is judged to be of low likelihood, then it is possible to choose to reinject the signal w (k) at the input of the decision circuit into the filter A (z), in place of the data decided on ( k).

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En effet, on considère qu'il vaut mieux, ponctuellement, injecter une donnée bruitée w (k) dansle filtre récursif A (z) que ^rendre le risque d'y injecter une donnée décidée d (k) de vraisemblance faible (donc probablement erronée). Cette façon de procéder est susceptible de rendre le dispositif plus robuste en mode de poursuite et constitue, à ce titre, une amélioration potentielle de l'ERD spatio-temporel). Par ailleurs, dans ce mode de poursuite, le CAG peut être intégré dans les filtres transverses B,(z) en bloquant g à sa valeur précédente.  Indeed, it is considered that it is better, punctually, to inject noisy data w (k) into the recursive filter A (z) than to make the risk of injecting a decided datum d (k) of low likelihood (thus probably erroneous). This way of proceeding is likely to make the device more robust in mode of continuation and constitutes, as such, a potential improvement of the spatio-temporal ERD). Furthermore, in this tracking mode, the AGC can be integrated in the transverse filters B, (z) by blocking g to its previous value.

Ainsi, comme on l'aura compris, l'égaliseur spatio-temporel présente deux modes de fonctionnement différents associés à des structures et des critères d'optimalité différents.  Thus, as will be understood, the space-time equalizer has two different modes of operation associated with different structures and optimality criteria.

Une des caractéristiques essentielles du nouveau dispositif est que cette modification structurelle est parfaitement réversible. Une telle propriété est intéressante et permet, en cas de situations sévères, de revenir au mode de convergence, c'est à dire à un mode de fonctionnement très robuste. En revanche, dès lors que la sévérité du canal s'atténue, cela se traduit par une diminution de l'erreur quadratique moyenne associée, et le système bascule alors de nouveau en mode de poursuite, c'est à dire vers une structure d'égaliseur à retour de décisions et ainsi de suite. En cela le dispositif présente un caractère original et particulièrement attrayant.  One of the essential features of the new device is that this structural change is perfectly reversible. Such a property is interesting and allows, in case of severe situations, to return to the mode of convergence, that is to say a very robust mode of operation. On the other hand, as soon as the severity of the channel decreases, this results in a decrease in the associated mean squared error, and the system then switches back to tracking mode, that is to say towards a structure of equalizer to return decisions and so on. In this the device has an original character and particularly attractive.

Parallèlement à cette permutation structurelle, il est procédé à un changement de critères nécessaires à l'actualisation des coefficients des parties transverses et récursives. Dans le mode 1, ces critères reposent exclusivement sur la connaissance a priori de la statistique du signal émis par la source tandis que dans le mode de poursuite, le critère d'optimalité est celui de la minimisation de l'EQM estimée.  In parallel with this structural permutation, a change of criteria is necessary to update the coefficients of the transverse and recursive parts. In mode 1, these criteria are based exclusively on the prior knowledge of the statistics of the signal emitted by the source while in the tracking mode, the criterion of optimality is that of the minimization of the estimated MSE.

DESCRIPTION DETAILLEE D'UN EXEMPLE DE REALISATION
On va maintenant décrire de façon détaillée un exemple de réalisation du dispositif d'égalisation spatio-temporelle, objet de l'invention.
DETAILED DESCRIPTION OF AN EXEMPLARY EMBODIMENT
We will now describe in detail an embodiment of the spatio-temporal equalization device object of the invention.

1) Mode de convergence et/ou périodes de réception difficiles. 1) Convergence mode and / or difficult reception periods.

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1-1 Equations de fonctionnement.  1-1 Equations of operation.

Les équations qui régissent le fonctionnement du dispositif sont les suivantes : Pour i=1, 2, .., P, on a :

Figure img00150001

u, (k) = s, (k) a, u, (k - 1) = s, (k) - A 'U,,,v (k) 1-1 l=1 où s, (k) désignele signal en entrée de la voie i au temps k, u, (k) désignele signal en sortie du filtre 8 de la voie i, et où A=[a1, a2, ..., aN]T I-2 U@,N(k)=(ui(k-1), u,(k-2), ..., u,(k-N))T I-3 On a également : v,(k)= #bi,lui(k-l) = BiTUi,L+1(k) I-4 l=0 où v, (k) désignele signal en sortie du filtre transverse 9 de la voie i et où
Ui,L+1 (k) = (u, (k), ui(k-1),..., u, (k - L))T I-5 Bi=Bi,0,bi,l, ..., bi,L]T I-6 On a en outre : v (k) = #vi(k) I-7 w(k) = v(k)g(k -1) exp[-j#(k-1)] 1-8 A titre d'exemple les vecteurs B, peuvent être initialisés avec B,(0)=[0, 0, 1/P, 0, 0]T tandis que C(0) est le vecteur nul de dimension N. The equations that govern the operation of the device are as follows: For i = 1, 2, .., P, we have:
Figure img00150001

u, (k) = s, (k) a, u, (k - 1) = s, (k) - A 'U ,,, v (k) 1-1 l = 1 where s, (k) denoted signal at the input of the channel i at the time k, u, (k) designates the signal at the output of the filter 8 of the channel i, and where A = [a1, a2, ..., aN] T I-2 U @, N (k) = (ui (k-1), u, (k-2), ..., u, (kN)) T I-3 We also have: v, (k) = # bi, it ( kl) = BiTUi, L + 1 (k) I-4 l = 0 where v, (k) designates the signal at the output of the transverse filter 9 of the channel i and where
Ui, L + 1 (k) = (u, (k), ui (k-1), ..., u, (k-L)) T I-5 Bi = Bi, O, bi, l,. .., bi, L] T I-6 We have: v (k) = #vi (k) I-7 w (k) = v (k) g (k -1) exp [-j # (k -1)] 1-8 For example the vectors B, can be initialized with B, (0) = [0, 0, 1 / P, 0, 0] T while C (0) is the null vector of dimension N.

1-2 Actualisation des paramètres en mode de convergence.  1-2 Update of parameters in convergence mode.

1-2-1 Filtre purement récursif
Le critère d'optimisation utilisé pour l'adaptation du filtre récursif est la minimisation de la fonction coût :
1-2-1 Purely recursive filter
The optimization criterion used for the adaptation of the recursive filter is the minimization of the cost function:

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Figure img00160001
Figure img00160001

On peut pour cela utiliser une technique algorithme de type gradient stochastique ou moindres carrés récursifs. Nous donnons ciaprès l'équation d'actualisation découlant de l'algorithme du gradient stochastique : AT (k) = AT (k -1) + a#ui(k)Ui,N*(k) I-10 Avec !-la un pas d'adaptation approprié. This can be done using a stochastic gradient algorithm or recursive least squares technique. We give here the discounting equation derived from the stochastic gradient algorithm: AT (k) = AT (k -1) + a # ui (k) Ui, N * (k) I-10 With! -La an appropriate adaptation step.

1-2-3 Filtres transverses. 1-2-3 Transverse filters.

Le signal v (k) peut s'écrire de façon plus concise :

Figure img00160002

v(k) ~ v, (k) = BT (k -l)U(k) 1-11 Avec BT = [B1@,B2T,...,BPT] 1-12 UT (k) - [U1,L+1T (k), U2,L+1T (k),..., UP,L+1T (k)] I-13
Les critères utilisés pour l'actualisation sont, de manière non limitative, ceux de Godard [6], de Shalvi & Weinstein [8] ou de Shtrom et Fan [11 ]. A titre purement indicatif, on rappelle que la fonction coût définie par Godard est la suivante :
Figure img00160003
The signal v (k) can be written in a more concise way:
Figure img00160002

v (k) ~ v, (k) = BT (k-1) U (k) 1-11 With BT = [B1 @, B2T, ..., BPT] 1-12 UT (k) - [U1, L + 1T (k), U2, L + 1T (k), ..., UP, L + 1T (k)] I-13
The criteria used for updating are, without limitation, those of Godard [6], Shalvi & Weinstein [8] or Shtrom and Fan [11]. For purely indicative purposes, it is recalled that the cost function defined by Godard is as follows:
Figure img00160003

En pratique le paramètre p est choisi égal à 2 mais d'autres valeurs sont également possibles. Le critère proposé par Shalvi & Weinstein est le suivant :

Figure img00160004

Jsw (B) = Ew(k)I4 ? avec la contrainte E{v(k)12}= cr3 1-15
Shtrom et Fan ont proposé un certain nombre de fonctions coûts pouvant également être utilisées pour l'actualisation des filtres transverses et qui sont parfaitement décrites dans [11]. D'une manière générale, les algorithmes qui découlent de ces critères ont été décrits dans les articles In practice the parameter p is chosen equal to 2 but other values are also possible. The criterion proposed by Shalvi & Weinstein is as follows:
Figure img00160004

Jsw (B) = Ew (k) I4? with the constraint E {v (k) 12} = cr3 1-15
Shtrom and Fan have proposed a number of cost functions that can also be used to update transverse filters and which are perfectly described in [11]. In general, the algorithms that derive from these criteria have been described in the articles

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cités en référence, du moins dans leur version gradient stochastique. A des fins purement illustratives, on rappelle la relation d'actualisation découlant de l'algorithme de Godard (p=2) :

Figure img00170001

Avec b un pas d'adaptation approprié. referenced, at least in their stochastic gradient version. For purely illustrative purposes, we recall the update relation resulting from the Godard algorithm (p = 2):
Figure img00170001

With b no appropriate adaptation.

Comme déjà évoqué, et à titre purement indicatif, le coefficient de référence peut être choisi égal à 1/P pour chacun des filtres B,, tandis que sa position est laissée libre. En pratique, la position de ces coefficients, qui conditionne le retard de restitution de l'égaliseur, est choisie de telle sorte que ces filtres soient plutôt à tendance anticausale.  As already mentioned, and for purely indicative purposes, the reference coefficient can be chosen equal to 1 / P for each of the filters B ,, while its position is left free. In practice, the position of these coefficients, which conditions the delay of restitution of the equalizer, is chosen so that these filters are rather anticausal tendency.

1-2-4 Correction de phase. 1-2-4 Phase Correction.

Un critère possible est la minimisation de l'EQM estimée (à partir des données décidées). Ce critère est alors clairement piloté par décisions, donc moins robuste, d'où la position du dispositif en aval de la chaîne, de façon à ne pas perturber les étages amont. La fonction coût a alors pour expression :

Figure img00170002

L'algorithme d'actualisation qui en découle est le suivant :
Figure img00170003

Avec # un pas d'adaptation approprié. One possible criterion is the minimization of the estimated MSE (from the decided data). This criterion is then clearly driven by decisions, so less robust, hence the position of the device downstream of the chain, so as not to disturb the upstream stages. The cost function then has for expression:
Figure img00170002

The resulting update algorithm is as follows:
Figure img00170003

With # a suitable adaptation step.

1-2-5 Contrôle automatique de gain. 1-2-5 Automatic gain control.

Bien que le dispositif de contrôle de gain ne soit pas indispensable, il peut être intéressant, dans certains cas, de le prévoir. Là encore, compte tenu de la linéarité de la structure, la position de ce dispositif peut être choisie de manière arbitraire. Une position parmi d'autres est celle  Although the gain control device is not essential, it may be interesting, in some cases, to predict it. Again, given the linearity of the structure, the position of this device can be chosen arbitrarily. One position among others is that

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représentée sur la figure 5. Dans ce cas, un algorithme possible pour l'actualisation du gain g correspond à l'équation d'actualisation suivante :

Figure img00180001

Avec G(0)=1 et g un pas d'adaptation approprié tandis que #d2 désigne la variance des données émises par la source. represented in FIG. 5. In this case, a possible algorithm for updating the gain g corresponds to the following discounting equation:
Figure img00180001

With G (0) = 1 and g an appropriate adaptation step while # d2 denotes the variance of the data emitted by the source.

Une solution également intéressante, en termes de stabilité, est de situer le CAG, caractérisé par g, en amont des filtres purement récursifs de fonction de transfert 1/[1+A(z)]. Un algorithme possible pour l'actualisation du gain g correspond à l'équation d'actualisation suivante :

Figure img00180002

2- Règle de commutation. An equally interesting solution, in terms of stability, is to situate the AGC, characterized by g, upstream of the purely recursive transfer function filters 1 / [1 + A (z)]. A possible algorithm for updating the gain g corresponds to the following discount equation:
Figure img00180002

2- Switching rule.

Pour commander le mode de fonctionnement courant (convergence ou poursuite), un signal permettant d'évaluer le degré de performance de l'égaliseur est élaboré en ligne. Pour cela, on peut, par exemple, déterminer l'EQM estimée MDD(k) selon l'algorithme :

Figure img00180003

ou toute autre fonction coût élaborée selon le même principe, par exemple et pour illustrer le propos, celle de Godard [6] estimée selon :
Figure img00180004

Où # désigne un facteur d'oubli. To control the current operating mode (convergence or tracking), a signal to evaluate the degree of performance of the equalizer is developed online. For this, one can, for example, determine the estimated MSE MDD (k) according to the algorithm:
Figure img00180003

or any other function cost developed according to the same principle, for example and to illustrate the subject, that of Godard [6] estimated according to:
Figure img00180004

Where # is a forgetting factor.

Dans le cas où l'EQM estimée est utilisée comme signal de contrôle, le choix de la configuration est alors effectué conformément à l'algorithme suivant :

Figure img00180005

{M IJIJ (k0 ) > Mo mod e de convergence si k > ko 1-25 M"" (ka ) < Mo mod e de poursuite si k > ko In the case where the estimated MSE is used as a control signal, the choice of the configuration is then made according to the following algorithm:
Figure img00180005

{M IJIJ (k0)> Convergence model if k> ko 1-25 M "" (ka) <Continuation model if k> ko

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En clair, quant l'EQM estimée MDD(k) est supérieure à un seuil Mo, l'égaliseur est en mode de convergence tandis qu'au contraire lorsqu'il est inférieur à Mo, il est en mode de poursuite. Clearly, when the estimated EQM MDD (k) is greater than a threshold Mo, the equalizer is in convergence mode while on the contrary when it is less than Mo, it is in tracking mode.

On observe que dans ce cas l'EQM estimée est alors très proche de l'EQM vraie. Pour assurer une transition sûre en mode d'ERD, le seuil doit être choisi suffisamment petit. En outre, d'une manière générale, lorsque l'EQM décroît la probabilité d'erreur décroît également. Il s'agit donc de déterminer un seuil correspondant à un TEB suffisamment faible, typiquement de l'ordre de 0. 02 pour éviter un comportement pathologique de l'égaliseur. Si l'on considère que dans son mode de convergence l'égaliseur est de type Zero-Forcing, le TEB peut s'exprimer en fonction de l'EQM. ainsi, pour une MAQ-4, une telle contrainte conduit à choisir un seuil Mo=0.25 (-6 dB). On remarquera que, dans ce cas, l'EQM estimée est en général très proche de l'EQM vraie et constitue donc, à ce titre, un bon indice de performance pour commander le mode de fonctionnement de l'égaliseur.  It is observed that in this case the estimated MSE is then very close to the true MSE. To ensure a safe transition in ERD mode, the threshold must be chosen small enough. In addition, in general, when the MSE decreases the probability of error also decreases. It is therefore necessary to determine a threshold corresponding to a sufficiently low BER, typically of the order of 0.02 to avoid pathological behavior of the equalizer. If we consider that in its mode of convergence the equalizer is of type Zero-Forcing, the BER can express itself according to the MSE. thus, for a 4-QAM, such a constraint leads to choose a threshold Mo = 0.25 (-6 dB). Note that, in this case, the estimated MSE is generally very close to the true MSE and therefore, as such, is a good performance index for controlling the operating mode of the equalizer.

3-Mode de poursuite et/ou périodes de réception faciles. 3-Mode of pursuit and / or easy reception periods.

Ce mode de fonctionnement commence lorsqu'un signal élaboré en ligne tel que l'EQM estimée franchit un seuil adapté à la modulation utilisée (par exemple 0. 25 pour la MDP4). Dans ce cas, on permute la position des filtres transverses et du filtre récursif pour obtenir l'ERD spatio-temporel conventionnel. En clair, l'égaliseur passe d'une structure récursive linéaire à une structure récursive non linéaire et vice versa en fonction de la sévérité du contexte. Dans ce mode de fonctionnement le critère est alors unique, à savoir la minimisation de l'EQM estimée. Ce critère est utilisé pour l'actualisation de tous les paramètres de l'égaliseur, à partir d'un algorithme de type gradient stochastique ou moindres carrés récursifs (Récursive Least Square) ou tout autre algorithme correspondant à l'état de l'art actuel. Le contrôle automatique de gain caractérisé par g est généralement bloqué à sa valeur antérieure, cette fonction étant alors automatiquement réalisée par les différents filtres transverses. En revanche, le correcteur de phase  This operating mode begins when a signal developed online such as the estimated MSE crosses a threshold adapted to the modulation used (for example 0. 25 for the MDP4). In this case, the position of the transversal filters and the recursive filter is rotated to obtain the conventional spatio-temporal ERD. Clearly, the equalizer goes from a linear recursive structure to a non-linear recursive structure and vice versa depending on the severity of the context. In this mode of operation the criterion is then unique, namely the minimization of the estimated MSE. This criterion is used to update all the parameters of the equalizer, from a stochastic gradient algorithm or recursive least squares (Recursive Least Square) or any other algorithm corresponding to the current state of the art . The automatic gain control characterized by g is generally blocked at its previous value, this function then being automatically performed by the different transverse filters. In contrast, the phase corrector

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est maintenu, mais sa position peut également être modifiée conformément au schéma de la figure 6.  is maintained, but its position can also be modified according to the diagram of Figure 6.

3-1 Equations de fonctionnement.  3-1 Equations of operation.

Les équations qui régissent ce mode de fonctionnement sont les suivantes : p (k) = g(k -1) exp(-j#(k-1))# BiT(k-1)Si (k) 11-1 Avec Si(k) = (si(k),si(k-1),...,si(k-L))T 11-2 et w(k) = p(k)-At(k-1)D(k) 11-3 Avec D(k) = (#(k-1),#(k-2),...,#(k-N))7 11-4
3-2 Actualisation des paramètres en mode de poursuite 3-2-1 Filtres transverses
Les équations d'actualisation des filtres B,(z) de l'égaliseur spatiotemporel sont alors :

Figure img00200001

B, (k) = B, (k -1) +,ub g(k -1) exp( j B(k -1))ld (k) - w(k)S; (k) i =1,2,..., P I I-5 3-2-3 Filtre récursif A1 (k) = A' (k-1)- a##(k)-w(k)#D*(k) II-6 3-2-4 Correcteur de phase
L'algorithme d'actualisation est le suivant : The equations that govern this mode of operation are: p (k) = g (k -1) exp (-j # (k-1)) # BiT (k-1) Si (k) 11-1 With Si ( k) = (if (k), if (k-1), ..., if (kL)) T 11-2 and w (k) = p (k) -At (k-1) D (k) 11-3 With D (k) = (# (k-1), # (k-2), ..., # (kN)) 7 11-4
3-2 Updating parameters in tracking mode 3-2-1 Cross-section filters
The updating equations of the filters B, (z) of the spatial-temporal equalizer are then:
Figure img00200001

B, (k) = B, (k -1) +, ub g (k -1) exp (j B (k -1)) 1d (k) - w (k) S; (k) i = 1,2, ..., PI I-5 3-2-3 Recursive filter A1 (k) = A '(k-1) - a ## (k) -w (k) # D * (k) II-6 3-2-4 Phase Corrector
The update algorithm is as follows:

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Figure img00210001

#(k) = #(k-1) + #e(k) 11-9 Avec # un pas d'adaptation approprié.
Figure img00210001

# (k) = # (k-1) + #e (k) 11-9 With # a suitable adaptation step.

Cas particulier.  Particular case.

Il est important de remarquer que dans le cas de la modulation à déplacement de phase à deux états (MDP2 ou Binary Phase Shift Keying en anglo-américain), le critère quadratique optimal est la minimisation de la fonction coût suivante : EQMmdp2 = E {[Re{w(k)-#(k)}]2}
Les équations qui en découlent se déduisent alors directement, sans problème particulier. S'agissant de la MDP2, ce critère est le plus pertinent des critères quadratiques. En outre, dans le mode de convergence, le critère pertinent pour l'adaptation du vecteur A du filtre récursif est la minimisation de la fonction coût suivante :

Figure img00210002
It is important to note that in the case of two-state phase shift (Binary Phase Shift Keying), the optimal quadratic criterion is the minimization of the following cost function: EQMmdp2 = E {[ Re {w (k) - # (k)}] 2}
The resulting equations are then deduced directly, without any particular problem. For CDM2, this criterion is the most relevant of the quadratic criteria. In addition, in the convergence mode, the relevant criterion for the adaptation of the vector A of the recursive filter is the minimization of the following cost function:
Figure img00210002

Sous réserve de contraindre les coefficients du vecteur à être réels. Subject to constrain the coefficients of the vector to be real.

Les équations qui en découlent s'obtiennent directement. Les autres critères sont en tout point similaires aux précédents sauf en ce qui concerne la correction de phase qui utilise la minimisation de l'EQMmdP2. The resulting equations are obtained directly. The other criteria are in all respects similar to the previous except for the phase correction that uses the minimization of the EQMmdP2.

Dans ce qui précède, on a décrit les deux modes de fonctionnement d'un ERD spatio-temporel autodidacte conforme à un mode de réalisation possible de l'invention. Les réalisations d'actualisation précédemment développées découlent de l'algorithme du gradient stochastique. Naturellement, elles peuvent être également obtenues par une technique de type moindres carrés, moindres carrés rapides ou toute autre technique correspondant à l'état de l'art actuel.  In the foregoing, the two modes of operation of an autodidactic space-time ERD in accordance with a possible embodiment of the invention have been described. Previously developed actualizations are derived from the stochastic gradient algorithm. Naturally, they can also be obtained by a technique of least squares, fast least squares or any other technique corresponding to the current state of the art.

Le niveau de performances atteint par ce dispositif est remarquable car en cas de dégradation du canal, le dispositif se configure alors  The level of performance achieved by this device is remarkable because in case of degradation of the channel, the device is then configured

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automatiquement dans le mode de convergence. Au contraire dès que le canal s'améliore, ce qui est détecté à partir d'un signal en ligne, notre dispositif se configure en mode de poursuite et ainsi de suite.  automatically in the convergence mode. On the contrary, as soon as the channel improves, which is detected from an on-line signal, our device configures itself in tracking mode and so on.

Enfin, le principe de l'égaliseur qui vient d'être présenté, objet de l'invention, peut s'étendre aux égaliseurs de type fractionné (fractionnaly spaced equalizers), c'est à dire utilisant des échantillons temporellement espacés d'une durée élémentaire inférieure à T, par exemple T/2.  Finally, the principle of the equalizer which has just been presented, which is the subject of the invention, can extend to fractional equalizers (fractional equalizers), ie using samples temporally spaced by a duration elementary lower than T, for example T / 2.

Un tel dispositif est parfaitement décrit par les schémas des figures 7 et 8. Pour cela, en considérant un égaliseur fractionné utilisant des échantillons prélevés à une cadence 2/T, ce qui correspond à une pratique très courante, on définit les signaux s,j(k) de la façon suivante : S1,1 (k)=s1(kT] S1,2 (k)=s1[kT-T/2] Sp,1 (k)=sp[kT] Sp,2 (k)=sp[kT-T/2]
Pour les autres signaux apparaissant sur les figures 7 et 8, on a adopté le même principe en ce qui concerne la notation.
Such a device is perfectly described by the diagrams of Figures 7 and 8. For this, considering a fractional equalizer using samples taken at a rate 2 / T, which corresponds to a very common practice, we define the signals s, j (k) as follows: S1,1 (k) = s1 (kT) S1,2 (k) = s1 [kT-T / 2] Sp, 1 (k) = sp [kT] Sp, 2 (k ) = sp [kT-T / 2]
For the other signals appearing in FIGS. 7 and 8, the same principle has been adopted as regards the notation.

Dans son mode de poursuite les équations d'actualisation sont celles de l'ERD fractionné conventionnel correspondant à l'état de l'art. pour ce qui concerne le mode de convergence, il suffit de considérer les échantillons intermédiaires sn,2(k)=sn[kT-T/2] comme émanant d'un second capteur et dès lors les équations précédentes s'appliquent intégralement au nouveau dispositif qui peut, d'un point de vue général, être vu comme un ERD spatio-temporel à 2P capteurs.  In its mode of pursuit the updating equations are those of the conventional fractional ERD corresponding to the state of the art. as far as the convergence mode is concerned, it suffices to consider the intermediate samples sn, 2 (k) = sn [kT-T / 2] as emanating from a second sensor and therefore the preceding equations fully apply to the new device that can, from a general point of view, be seen as a spatio-temporal ERD to 2P sensors.

APPLICATIONS
Le dispositif précédemment décrit est directement applicable aux systèmes de communications à flot continu de données ainsi qu'aux systèmes de transmission en mode paquets (blocs, salves, bursts). Pour ce dernier mode de transmission, il suffit de réitérer le processus d'égalisation du bloc autant de fois que nécessaire. L'idée de base est alors très simple.
APPLICATIONS
The previously described device is directly applicable to continuous stream data communications systems as well as packet mode transmission systems (blocks, bursts, bursts). For this last mode of transmission, it is enough to repeat the process of equalization of the block as many times as necessary. The basic idea is then very simple.

On opère une première passe sur le bloc considéré (paquet). Dans ces One operates a first pass on the considered block (packet). In these

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conditions, les paramètres (de l'égaliseur) estimés à la fin de cette passe sont alors plus proches de leurs valeurs finales. Du coup, l'itération suivante s'effectue en initialisant les paramètres du dispositif par les valeurs estimées à la fin de l'itération précédente et ainsi de suite. En opérant un certain nombre de passes, typiquement 4 ou 5, on arrive à un résultat tout à fait exceptionnel. Cette façon de procéder permet de travailler sur des systèmes de transmission en mode paquets et, à titre d'exemple, pour une modulation MDP2, la taille minimale du bloc requise pour cette stratégie aveugle est de l'ordre de 150 symboles, ce qui est extrêmement intéressant et correspond aux exigences imposées par les standards actuels. Cette procédure est très intéressante sur le plan applicatif, dans la mesure où beaucoup de systèmes actuels utilisent l'accès multiple à répartition dans le temps.  conditions, the parameters (of the equalizer) estimated at the end of this pass are then closer to their final values. So, the next iteration is done by initializing the device parameters by the estimated values at the end of the previous iteration and so on. By operating a certain number of passes, typically 4 or 5, we arrive at a very exceptional result. This procedure makes it possible to work on packet transmission systems and, by way of example, for an MDP2 modulation, the minimum block size required for this blind strategy is of the order of 150 symbols, which is extremely interesting and meets the requirements imposed by current standards. This procedure is very interesting in terms of application, since many current systems use time-division multiple access.

Les domaines couverts par cette invention sont, de manière non exhaustive, les télécommunications hertziennes, radiomobiles, troposphériques, ionosphériques et acoustiques sous-marines. Ces canaux délicats présentent tous la spécificité d'être fortement non stationnaires et affichent en général des réponses impulsionnelles longues au regard du temps symbole T, interdisant de facto l'usage de récepteurs optimaux tels que décrits par G.D. Forney [3]. De même, les câbles ou les paires téléphoniques peuvent également être concernées par le dispositif objet de l'invention. il suffit en effet de choisir P=1 (un seul capteur) et d'opter pour une stratégie fractionnée : le dispositif peut dans ce cas être assimilé à un ERD spatio-temporel à deux capteurs. Les projets actuels de transmission haut débit sur paires torsadées (XDSL, HDSL, VDSL, etc. ) sont autant d'applications potentielles pour ce nouveau dispositif.  The fields covered by this invention are, but not limited to, Hertzian, radiomobile, tropospheric, ionospheric and underwater acoustic telecommunications. These delicate channels all have the specificity of being strongly non-stationary and generally display long pulse responses with respect to the symbol time T, prohibiting de facto the use of optimal receptors as described by G.D. Forney [3]. Similarly, the cables or telephone pairs may also be concerned by the device object of the invention. it suffices to choose P = 1 (a single sensor) and to opt for a split strategy: the device can in this case be likened to a spatio-temporal ERD with two sensors. Current projects for broadband transmission over twisted pairs (XDSL, HDSL, VDSL, etc.) are potential applications for this new device.

Les types de modulations concernées par cette invention sont toutes les modulations linéaires et notamment les modulations d'amplitude (Pulse Amplitude Modulation), les modulations d'amplitude selon deux porteuses en quadrature (MAQ), les modulations de phase (MDP-M) ainsi que certaines modulations de fréquence (GMSK, etc. ). Globalement, le nouveau dispositif peut s'adapter à presque toutes les modulations actuellement utilisées.  The types of modulations concerned by this invention are all linear modulations and in particular amplitude modulations (Pulse Amplitude Modulation), amplitude modulations according to two carriers in quadrature (QAM), phase modulations (MDP-M) as well as as certain frequency modulations (GMSK, etc.). Overall, the new device can adapt to almost all modulations currently used.

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D'ores et déjà, ce nouvel égaliseur a été testé avec succès sur des signaux de communications acoustiques sous-marines. Les résultats sont réellement convaincants, y compris pour des transmissions en modes paquets. Il est clair que dans la communauté scientifique actuelle, les traitements aveugles sont souvent injustement considérés comme des techniques certes prometteuses mais nécessitant un temps de convergence prohibitif au regard des applications actuelles de transmission en mode paquets. En réalité, l'égaliseur spatio-temporel objet de l'invention permet d'obtenir des performances extrêmement intéressantes sur des blocs de taille modeste. Pour illustrer le propos, dans le contexte des communications acoustiques sous-marines (ASM), nous avons traité avec succès des blocs de 1000 symboles d'un signal modulé à quatre états de phase (MDP4 ou QPSK en anglo-américain), de débit 25 kbit/s, alors que le support temporel de la réponse impulsionnelle s'étalait sur près de 60T, ce qui est énorme. Nul doute que de tels résultats sont de nature à modifier certaines pratiques, notamment dans le domaine des communications ASM où les quantités d'informations échangées sont parfois faibles. Dans ces applications, les techniques actuellement mises en #uvre utilisent en général des récepteurs non cohérents alors qu'il est parfaitement possible d'envisager des techniques de réception cohérente, donc plus performantes, en utilisant une transmission en mode paquets. Naturellement, la durée du paquet doit être choisie de façon à ce que, sur cet horizon, le canal de transmission puisse être considéré comme stationnaire.  Already, this new equalizer has been successfully tested on underwater acoustic communications signals. The results are really convincing, even for packet mode transmissions. It is clear that in the current scientific community, blind treatments are often unfairly considered as promising techniques but require a prohibitive convergence time with regard to current packet transmission applications. In fact, the space-time equalizer object of the invention makes it possible to obtain extremely interesting performances on blocks of modest size. To illustrate the point, in the context of undersea acoustic communications (ASM), we have successfully processed blocks of 1000 symbols of a four-phase modulated signal (QPSK or QPSK in English), debit 25 kbit / s, while the time support of the impulse response was spread over nearly 60T, which is huge. There is no doubt that such results are likely to modify certain practices, particularly in the field of ASM communications where the quantities of information exchanged are sometimes small. In these applications, currently implemented techniques generally use non-coherent receivers while it is perfectly possible to consider coherent reception techniques, and therefore more efficient, using a transmission in packet mode. Naturally, the duration of the packet must be chosen so that, on this horizon, the transmission channel can be considered as stationary.

EXEMPLE D'APPLICA TION.  EXAMPLE OF APPLICA TION.

Pour illustrer les performances du nouveau dispositif, on compare ci-après quelques résultats obtenus en communications ASM par un égaliseur spatio-temporel entraîné conventionnel et avec un égaliseur spatio-temporel du type de celui qui vient d'être décrit. La modulation utilisée est de type MDP4 (QPSK en anglo-américain), la fréquence porteuse de 62 kHz et le débit numérique de 33 kbit/s. la réponse  To illustrate the performance of the new device, some results obtained in ASM communications are compared below by a conventional spatio-temporal trained equalizer and with a spatio-temporal equalizer of the type just described. The modulation used is of type MDP4 (QPSK in Anglo-American), the carrier frequency of 62 kHz and the digital bit rate of 33 kbit / s. the answer

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impulsionnelle discrète du canal de transmission a un support temporel de l'ordre de 60 T, ce qui interdit de fait toute technique de réception optimale au sens du maximum de vraisemblance.  discrete impulse of the transmission channel has a temporal support of the order of 60 T, which in fact prohibits any optimal reception technique in the sense of maximum likelihood.

S'agissant de l'égaliseur spatio-temporel, les stratégies synchrones et fractionnées sont étudiées tout à tout, à la fois dans les modes entraîné et aveugle . la séquence d'apprentissage comporte 1000 symboles. Les différents graphes nous décrivent notamment l'évolution de l'EQM estimée à partir des données décidées. Parallèlement on indique, dans chaque cas de figure, le signal obtenu en passant les données décidées d(k) dans le corrélateur adapté à la séquence émise (séquence blanche de longueur maximale comportant 2047 symboles) dans le cas de 1,2 ou 4 capteurs.  As regards the space-time equalizer, synchronous and fractional strategies are studied at all, in both the driven and blind modes. the training sequence comprises 1000 symbols. The various graphs describe in particular the evolution of the estimated MSE from the decided data. At the same time, the signal obtained by passing the decided data d (k) in the correlator corresponding to the transmitted sequence (white sequence of maximum length comprising 2047 symbols) in the case of 1.2 or 4 sensors is indicated in each case. .

Enfin, le troisième type de graphes nous décrit les constellations d'entrée et de sortie des égaliseurs comportant respectivement 1,2 ou 4 capteurs. Finally, the third type of graphs describes the input and output constellations of equalizers with respectively 1.2 or 4 sensors.

Les résultats sont représentés sur les figures 9 à 20. Il apparaît au travers de ces figures que la solution aveugle surclasse très nettement la solution entraînée, que ce soit en version synchrone ou en version fractionnée.  The results are shown in Figures 9 to 20. It appears through these figures that the blind solution outperforms very clearly the driven solution, whether in synchronous version or fractional version.

Même dans sa version fractionnée à 4 capteurs (figure 16), l'égaliseur spatio-temporel entraîné ne réussit pas à s'en sortir. En revanche, à partir d'un seul capteur, la sortie de l'égaliseur aveugle fractionné commence à devenir pertinente (figure 19) comme l'atteste la présence des pics en sortie du corrélateur, pics qui rendent compte de la reconnaissance du message émis.  Even in its 4-sensor split version (Figure 16), the trained spatio-temporal equalizer fails to cope. On the other hand, from a single sensor, the output of the fractional blind equalizer starts to become relevant (FIG. 19) as evidenced by the presence of the peaks at the output of the correlator, peaks which reflect the recognition of the transmitted message .

Cette tendance s'accentue nettement avec deux capteurs et se confirme plus nettement avec quatre capteurs.  This trend is sharply accentuated with two sensors and is confirmed more clearly with four sensors.

Ainsi, au travers de ces quelques résultats sur un fichier de données réelles, il apparaît que l'ERD spatio-temporel objet de l'invention est une technique innovante affichant des performances fort intéressantes sur un canal de transmission des plus sévères. Thus, through these few results on a real data file, it appears that the spatio-temporal ERD object of the invention is an innovative technique displaying very interesting performance on a most severe transmission channel.

Claims (12)

REVENDICATIONS 1. Dispositif d'égalisation pour systèmes de communication numérique à plusieurs voies de réception, qui présente en fonctionnement normal une structure qui comporte des moyens formant filtre transverse pour chacune des voies de réception, des moyens pour la sommation des différentes voies, ainsi qu'une chaîne qui est en aval desdits moyens de sommation et qui comporte des moyens de correction de phase, ainsi que des moyens de décision et un filtre purement récursif, caractérisé en ce que dans un mode de convergence et/ou de réception difficile, il présente une structure qui comprend un filtre purement récursif sur chacune des voies de réception, le filtre purement récursif étant supprimé de la chaîne en aval des moyens de sommation, le dispositif comportant des moyens pour évaluer son degré de performance en fonction du signal de sortie dudit dispositif et pour, en fonction du résultat de cette évaluation, commuter de la structure qui correspond au mode de fonctionnement normal, également appelé mode de poursuite ou de réceptions faciles, à la structure qui correspond au mode de fonctionnement de convergence ou de réceptions difficiles ou réciproquement. 1. Equalization device for digital reception multi-channel communication systems, which has in normal operation a structure which comprises transverse filter means for each of the reception channels, means for summing the different channels, as well as a chain which is downstream from said summing means and which comprises phase correction means, as well as decision means and a purely recursive filter, characterized in that in a difficult mode of convergence and / or reception, it presents a structure which comprises a purely recursive filter on each of the reception channels, the purely recursive filter being removed from the chain downstream of the summing means, the device comprising means for evaluating its degree of performance as a function of the output signal of said device and to, depending on the result of this evaluation, switch from the structure that corresponds to the mode of fon normal operation, also called tracking mode or easy receptions, to the structure that corresponds to the operating mode of convergence or difficult receptions or reciprocally. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour modifier les critères d'actualisation des parties transverse et récursive que le dispositif fonctionne en mode normal ou en mode de convergence ou de réceptions difficiles.  2. Device according to claim 1, characterized in that it comprises means for modifying the criteria for updating the transverse and recursive parts that the device operates in normal mode or in convergence mode or difficult receptions. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'en mode de convergence ou de réceptions difficiles, les filtres récursifs sont actualisés selon un critère quadratique, les filtres transverses étant actualisés selon un critère statistique d'ordre supérieur à deux.  3. Device according to claim 2, characterized in that in convergence mode or difficult receptions, the recursive filters are updated according to a quadratic criterion, the transverse filters being updated according to a statistical criterion of order greater than two. 4. Dispositif selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour le piloter, en mode de poursuite ou de réceptions faciles, de façon à minimiser l'erreur quadratique moyenne estimée.  4. Device according to one of claims 2 or 3, characterized in that it comprises means for driving, tracking mode or easy receptions, so as to minimize the estimated mean squared error. <Desc/Clms Page number 27> <Desc / Clms Page number 27> 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le degré de performance est déterminé en fonction d'une estimation de l'erreur quadratique moyenne.  5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the degree of performance is determined according to an estimate of the mean squared error. 6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'en mode de convergence, les moyens de correction de phase sont disposés au voisinage immédiat des moyens de décisions.  6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that in convergence mode, the phase correction means are arranged in the immediate vicinity of the decision means. 7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de contrôle automatique de gain.  7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises automatic gain control means. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'en mode de poursuite ou de réceptions faciles, les moyens de contrôle automatique de gain sont constitués par les moyens formant filtres transverses 8. Device according to claim 7, characterized in that in tracking mode or easy receptions, automatic gain control means are constituted by means forming transverse filters 9. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'en mode de convergence, les moyens de contrôle automatique de gain est situé en amont des filtres récursifs. 9. Device according to claim 7, characterized in that in convergence mode, the automatic gain control means is located upstream of the recursive filters. 10. Dispositif d'égalisation de type fractionné, dans lequel les données reçues sont distribuées par fractionnement sur plusieurs voies, caractérisé en ce qu'il est constitué par un dispositif selon l'une des revendications précédentes.  10. Fractional equalization device, wherein the received data are distributed by fractionation over several channels, characterized in that it consists of a device according to one of the preceding claims. 11. Système de transmission à flot continu de données, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'égalisation selon l'une des revendications 1 à 10.  11. Continuous data transmission system, characterized in that it comprises an equalization device according to one of claims 1 to 10. 12. Système de transmission de données par paquets, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'égalisation selon l'une des revendications 1 à 10. 12. A packet data transmission system, characterized in that it comprises an equalization device according to one of claims 1 to 10.
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